سنتز نانو ذرات مركب فريت نيكل - كادميم اكسيد به روش هم رسوبي و بررسي حساسيت آن نسبت به فرمالدئيد

Synthesis of Nickel Ferrite / Cadmium Oxide Compound Nanoparticles by Co-precipitation Method and Investigation its Sensitivity to Formaldehyde

در اين مطالعه نانو ذرات مركب CdO - NiFe2O4 از طريق هم رسوبي تهيه گرديد. دو متغير روش سنتز به ترتيب، شيب دمايي رسيدن به دماي عمليات C°500 شامل C/sec°10، C/sec°35 و C/sec°60 و فشار اكسيژن خالص به عنوان اتمسفر عمليات به مدت 1 ساعت در psi 5/0، psi1 و psi5/1 مي باشد. به اين ترتيب 9 نمونه به دست مي آيد كه در بين آن ها، نمونه با بهترين پاسخ حسگري به فرمالدييد، مورد مطالعه ساختاري قرار گرفت. براي بررسي ساختار اين نانو ذرات، از آزمايش هاي پراش پرتوايكس، ميكروسكوپ الكتروني روبشي، ميكروسكوپ الكتروني عبوري و طيف نشري فلويورسانس پرتوايكس استفاده شده است. آزمون پراش پرتوايكس، تشكيل فازهاي فريت نيكل و اكسيد كادميم را تاييد مي كند. آزمايش هاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي و ميكروسكوپ الكتروني عبوري، نانو ساختار بودن فريت نيكل و اكسيد كادميم را تاييد مي نمايد. آزمايش طيف نشري فلويورسانس پرتوايكس، نسبت فرمولي ارايه شده CdO - NiFe2O4 را تاييد مي كند. خاصيت حسگري CdO - NiFe2O4 در برابر گاز فرمالدييد، در دماي 50 درجه سانتي گراد بررسي شد. براي آزمون حساسيت پذيري نانو حساسه ها از يك سيستم آزمايشگاهي با قابليت كنترل دما و رطوبت با حجم 5 ليتر بهره گرفته شد. اين سيستم مجهز به يك گرم كن حساسه با كنترل دما براي گرم كردن حساسه ها مي باشد. براي نانو حساسه با بهترين پاسخ به فرمالدييد، رابطه بين غلظت گاز (از ppm10 تا ppm200) و تغيير مقاومت نانو حساسه مورد بررسي قرار گرفته و به صورت خطي به دست آمد.

In this study, NiFe2O4-CdO compound nanoparticles were prepared through co-precipitation. The two variables of the synthesis method are, respectively, the temperature gradient reaching the temperature of the heat treatment of 500 ° C at 10°C/sec, 35°C/sec and 60 °C/sec and the pure oxygen pressure as the heat treatment atmosphere for 0.5 hours, at 0.5 psi, 1 psi, and 1.5 psi. So, we found 9 samples, that the sample with the best sensitivity response to formaldehyde was characterized. X-ray diffraction, scanning electron microscopy, transition electron microscopy and X-ray fluorescence experiments were used to study the structure of these nanoparticles. X-ray diffraction experiment is confirmed formation of nickel ferrite and cadmium oxide phases. Scanning electron microscopy and transition electron microscopy experiments are confirmed nickel ferrite and cadmium oxide being nano-structure. NiFe2O4-CdO formula ratio is confirmed by X-ray fluorescence experiment. The sensitivity property of NiFe2O4-CdO nanoparticles for formaldehyde gas detection was studied at 50 °C. For testing the sensitivity of nanosensors, we used a laboratory 5 liters system with temperature and humidity control. This system equipped with a temperature control heater for heating sensors. Relationship between gas concentration (from 10 ppm to 200 ppm) and resistance change of nano sensor with the best response to formaldehyde was investigated, that this relationship was found linear.